Способ приготовления искусственного материала,моделирующего по физико-механическим свойствам мерзлые грунты Советский патент 1986 года по МПК E02D3/12 

I

Изобретение относится к созданию искусственных материалов, аналогичных по своим физико-механическим свойствам натурным материалам,, и может применяться при испытаниях рабочего оборудования землеройных машин, в частности при физическом моделировании машин, разрабатывающих мерзлые грунты.

Цель изобретения - уменьшение времени и снижение энергозатрат на приготовление материала.

25

Для приготовления искусственного атериала берутся следующие компо- tS енты: наполнитель - крупнозернистый есок с размером фракции не менее 0,5 мм и связующее - мелкодисперсная глина,«размер отдельных частиц которой не превьшает величины 0,2 мм. 20

Способ приготовления, искусственного материала состоит из следующих операций.

Связующее - глину просушивают, затем при необходимости измельчают до размера отдельных частиц не более 0,2 мм. Компоненты просеивают и развешивают в заданной весовой про- , порции Крупнозернистый песко - наполнитель перемешивают с водой до 30 заданной влажности (16-22 мас.%). Компоненты (влажный наполнитель и сухое связующее) тщательно перемешивают до получения однородной массы. Полученную смесь укладывают в форму и разравнивают. Производят уплотнение смеси (применяют уплотнение падающим грузом, вибрационным воз- действием, обжатием на прессе). Проводят контроль физико-механических свойств полученного материала, а затем его используют для экспериментальных исследований моделей землеройного оборудования, например при исследовании процесса рыхления зубья- 45 ми рыхлителей или баровым рабочим органом.

Для моделирования физико-механических свойств различных мерзлых грун- . тов весовое содержание ;ухого напол- 50 нителя и связующего изменяют от 30 до 70%.

Полученный предлагаемым способом искусственный материал посла проведения на нем эксперимента может быть 55 измельчен, повторно приготовлен по описанной технологии и использован .для нового эксперимента.

40

0

25

S 20

30 45

Сущность предлагаемого способа заключается в том,.что мерзлые грунты и искусственные материалы (эквиваленты) , их моделирующие, представляют собой системы, состоящие из отдельных частиц и связывающих их компонентов. При моделировании грунта необходимо, чтобы критерии, определяющие их физико-механические свойства, с допустимой погрешностью были равны соответствующим критериям на- турньк грунтов. Для определения соответствия свойств искусственного материала физико-механическим свойствам натурного мерзлого грунта контроль вязко-прочностных свойств достаточно определять на основании трех

гдеб параметров - б ,0р , -t,j , прочность грунта на сжатие,G р - прочность грунта на разрыв, с „я - число ударов плотномера ДорНИИ.

Измерительное оборудование для определения этих параметров состоит из силового устройства для испытания образцов на сжатие и разрыв, а также динамического плотномера ДорНИИ.

Один из конкретных примеров приготовления искусственного материала, моделирующего по физико-механическим свойствам мерзлые грунты, выглядит следующим образом.

Составляют смесь из 40% связую- щего (глины) и 60% наполнителя (пес- ка). При этом проводят операции в указанной последовательности. Доводят влажность до 22%, а затем перемешивают с наполнителем до получения однородного состава. При зтом часть влаги от песка переходит к глине и влажная глина выполняет роль связующего, способного цементировать частицы песка. Затем смесь укладывают В форму и уплотняют, например, падающим грузом массой 5 кг с высоты двух метров (количество уплотняющих ударов 10). Для определения прочностных свойств материалов в качестве обобщающего показателя может быть

принято по с

М по ее

Определяют прочность ма i J1U ее значению определяют соответственно G... aGp . Затем с учетом коэффициента моделирования получают соответствующие значения для натурного образца. По своим физико- механическим и прочностным свойствам рассмотренный в примере материал соответствует натурно - мерзлому суг-

31

линку при температуре или мерзлой глине при температуре -5°С при влажности 20%.

Таким образом, по своим основным

еж искусственпараметрам - с„ ,б

ный материал, полученный предлагаемым способом аналогичен натурным мерзл5з1м грунтам.

Формула изобретения

Способ приготовления искусствен- ного материала, моделирующего по фи2784014

зико-механическим свойствам мерзлые грунты, предусматривающий перемешивание наполнителя - песка и связующего до получения однородной массы 5 с последующим ее уплотнением, о т личающиися

тем, что.

целью уменьшения времени и снижения энергозатрат на приготовление материала, наполнитель предварительно увлажняют до 16-22 мас.%, а в качестве связующего используют сухую глину, причем массовое содержание сухого наполнителя и связующего изменяют от 30 до 70%.

Изобретение относится к созданию искусственных материалов, аналогичных по физико-механическим свойствам натурным материалам, модели- рующим мерзлые грунты. Целью изобретения является уменьшение времени и снижение энергозатрат на приготовление материала. Способ включает в себя перемешивание наполнителя - песка и связуюш;его до получения однородной массы с последуюпщм ее уплотнением. При этом наполнитель предварительно увлажняют до 16-22 мае,%, а в качестве связуюш;его используют су- ,хую глину, причем массовое содержание сухого наполнителя и связующего изменяют от 30 до 70%. § (Л О